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VGI - Autor
Elisabeth Fragner
Wir haben 2 Artikel von und mit Elisabeth Fragner gefunden.
Estimation of the Tropospheric Delay from GNSS Data over the Austrian Territory
Kurzfassung
In den vergangenen Jahren wurde in Österreich durch verschiedene Betreiber ein dichtes GPS-Permanentnetz mit einem Punktabstand zwischen 50 km und 120 km aufgebaut. Bisher war die Nutzung der Messdaten der GPS-Referenzstationen auf die geodätische Positionierung und diverse Navigationsaufgaben beschränkt. Die Brechung der GPS-Signale in der Troposphäre und der Ionosphäre wird dabei in der Datenauswertung üblicherweise als Störgröße behandelt und durch geeignete Algorithmen eliminiert oder zumindest reduziert. Der gesamte Feuchtegehalt der Atmosphäre ist in den untersten Troposphärenschichten (bis zu einer Höhe von 10 km) in Form von Wasserdampf gespeichert. Die Verteilung des Wasserdampfes ist wesentlich für das Wettergeschehen verantwortlich und somit auch für Wettervorhersagen von großer Bedeutung. Seit wenigen Jahren versucht man deshalb das GPS-Positionierungsverfahren zu invertieren und das hohe Genauigkeitspotential der Messgrößen zur Beobachtung der Atmosphäre heranzuziehen. Man nutzt die Kenntnis der Stationskoordinaten und der GPS-Bahndaten um die troposphärische Verzögerung zu berechnen. Weiters erlauben genaue Messungen von Druck und Temperatur an der Bodenstation den hydrostatischen Anteil vom Feuchtanteil zu trennen, woraus der IWV (Integrated Water Vapour) berechnet werden kann. Als Integral über den gesamten Messstrahl liefert das Verfahren keine vertikale Auflösung der IWV Werte, was als Nachteil gegenüber den üblichen Ballonsondenmessungen gelten mag. Demgegenüber stehen aber sowohl die hohe zeitliche (30 min bzw. 1 Stunde) als auch räumliche Auflösung (horizontal alle 50 km) der Schätzwerte. Unser Ziel ist es, aus den kontinuierlichen Messungen des österreichischen GPS-Permanentnetzes, welches zur Zeit aus beinahe 30 Stationen besteht, möglichst rasch nach Datenaufnahme meteorologische Parameter für numerische Wettervorhersagen abzuleiten. Dies verlangt einen schnellen Datenfluss, präzise Satellitenbahnen in beinahe Echtzeit (Internationales GPS Service - IGS) und eine Automatisierung der GPS-Auswertung mit Hilfe der Berner Software. In dieser Arbeit werden für zwei Monate (Februar und März 2002) ZPDs (Zenith Path Delays) berechnet und sowohl mit Abgaben des IGS, als auch mit Ergebnissen von Auswertezentren, die im Rahmen des COST-716 Projekts „Exploitation of Ground Based GPS for Climate and NWP" entstanden [2], verglichen. Da Meteorologen die Ergebnisse innerhalb von zwei Stunden benötigen, befassen wir uns mit der Verfügbarkeit, der Zuverlässigkeit und speziell mit der Genauigkeit der präzisen Satellitenbahnen. Es werden die Ergebnisse basierend auf den präzisen IGS ‚Final Orbits’ den mit Hilfe von prädizierten ‚Ultra-Rapid’ Bahnen (IGU) gewonnenen Resultaten gegenübergestellt. In verschiedenen Testszenarien werden in den IGU Bahnen gänzlich fehlende Satelliten oder Satelliten mit schlechter Bahnqualität durch die Broadcast-Information ersetzt.
Abstract
GPS has become an important tool both in navigation and in precise point positioning. One of the nuicance parameters limiting the accuracy of point determination is the water vapor content of the troposphere. On the other hand meteorologists are interested in the wet component of the troposphere as a valuable tool for Numerical Weather Prediction. Therefore GPS offers a low cost monitoring of water vapor with high temporal resolution. We make use of continuous measurements of the GPS/GLONASS reference station network in Austria, which currently consists of about 30 sites with distances ranging from 50 km to 120 km. We calculate the zenith wet delays for a period of 2 months (February and March 2002). Subsequently the results are compared to contributions of different processing centers of the COST-716 project Exploitation of Ground Based GPS for Climate and NWP [2] and with zenith path delay estimates provided by the IGS. As meteorologists need the water vapor within less than two hours, special attention is paid to the availability, reliability and especially to the quality of the satellite orbits used for the network calculations. For this reason we try to use rapid ephemeris instead of the IGS final orbits, whereby we perform a quality control of the rapid orbits. If one or more satellites show poor quality or if one satellite is missing at all we include the broadcast ephemeris information instead.
In den vergangenen Jahren wurde in Österreich durch verschiedene Betreiber ein dichtes GPS-Permanentnetz mit einem Punktabstand zwischen 50 km und 120 km aufgebaut. Bisher war die Nutzung der Messdaten der GPS-Referenzstationen auf die geodätische Positionierung und diverse Navigationsaufgaben beschränkt. Die Brechung der GPS-Signale in der Troposphäre und der Ionosphäre wird dabei in der Datenauswertung üblicherweise als Störgröße behandelt und durch geeignete Algorithmen eliminiert oder zumindest reduziert. Der gesamte Feuchtegehalt der Atmosphäre ist in den untersten Troposphärenschichten (bis zu einer Höhe von 10 km) in Form von Wasserdampf gespeichert. Die Verteilung des Wasserdampfes ist wesentlich für das Wettergeschehen verantwortlich und somit auch für Wettervorhersagen von großer Bedeutung. Seit wenigen Jahren versucht man deshalb das GPS-Positionierungsverfahren zu invertieren und das hohe Genauigkeitspotential der Messgrößen zur Beobachtung der Atmosphäre heranzuziehen. Man nutzt die Kenntnis der Stationskoordinaten und der GPS-Bahndaten um die troposphärische Verzögerung zu berechnen. Weiters erlauben genaue Messungen von Druck und Temperatur an der Bodenstation den hydrostatischen Anteil vom Feuchtanteil zu trennen, woraus der IWV (Integrated Water Vapour) berechnet werden kann. Als Integral über den gesamten Messstrahl liefert das Verfahren keine vertikale Auflösung der IWV Werte, was als Nachteil gegenüber den üblichen Ballonsondenmessungen gelten mag. Demgegenüber stehen aber sowohl die hohe zeitliche (30 min bzw. 1 Stunde) als auch räumliche Auflösung (horizontal alle 50 km) der Schätzwerte. Unser Ziel ist es, aus den kontinuierlichen Messungen des österreichischen GPS-Permanentnetzes, welches zur Zeit aus beinahe 30 Stationen besteht, möglichst rasch nach Datenaufnahme meteorologische Parameter für numerische Wettervorhersagen abzuleiten. Dies verlangt einen schnellen Datenfluss, präzise Satellitenbahnen in beinahe Echtzeit (Internationales GPS Service - IGS) und eine Automatisierung der GPS-Auswertung mit Hilfe der Berner Software. In dieser Arbeit werden für zwei Monate (Februar und März 2002) ZPDs (Zenith Path Delays) berechnet und sowohl mit Abgaben des IGS, als auch mit Ergebnissen von Auswertezentren, die im Rahmen des COST-716 Projekts „Exploitation of Ground Based GPS for Climate and NWP" entstanden [2], verglichen. Da Meteorologen die Ergebnisse innerhalb von zwei Stunden benötigen, befassen wir uns mit der Verfügbarkeit, der Zuverlässigkeit und speziell mit der Genauigkeit der präzisen Satellitenbahnen. Es werden die Ergebnisse basierend auf den präzisen IGS ‚Final Orbits’ den mit Hilfe von prädizierten ‚Ultra-Rapid’ Bahnen (IGU) gewonnenen Resultaten gegenübergestellt. In verschiedenen Testszenarien werden in den IGU Bahnen gänzlich fehlende Satelliten oder Satelliten mit schlechter Bahnqualität durch die Broadcast-Information ersetzt.
Abstract
GPS has become an important tool both in navigation and in precise point positioning. One of the nuicance parameters limiting the accuracy of point determination is the water vapor content of the troposphere. On the other hand meteorologists are interested in the wet component of the troposphere as a valuable tool for Numerical Weather Prediction. Therefore GPS offers a low cost monitoring of water vapor with high temporal resolution. We make use of continuous measurements of the GPS/GLONASS reference station network in Austria, which currently consists of about 30 sites with distances ranging from 50 km to 120 km. We calculate the zenith wet delays for a period of 2 months (February and March 2002). Subsequently the results are compared to contributions of different processing centers of the COST-716 project Exploitation of Ground Based GPS for Climate and NWP [2] and with zenith path delay estimates provided by the IGS. As meteorologists need the water vapor within less than two hours, special attention is paid to the availability, reliability and especially to the quality of the satellite orbits used for the network calculations. For this reason we try to use rapid ephemeris instead of the IGS final orbits, whereby we perform a quality control of the rapid orbits. If one or more satellites show poor quality or if one satellite is missing at all we include the broadcast ephemeris information instead.
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VGI_200307_Fragner.pdf
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Realisierung moderner 3-D Referenzsysteme für Wissenschaft und Praxis
Kurzfassung
Seit dem Einzug moderner Satellitenmessverfahren wie GPS oder GLONASS in weite Bereiche von Navigation und Vermessung war es erforderlich, 3-D Referenzsysteme hierarchisch abgestuft zu definieren und zu realisieren. Gleichzeitig mit der Definition des weltweiten ITRS wurde auch das ETRS definiert, welches für den europäischen Kontinent gültig ist. Realisierungen dieser beiden 3-D Systeme liegen seit 1989 bzw. seit 1990 vor. In den 90-er Jahren wurden durch zahlreiche nationale EUREF-Kampagnen, hochgenaue 3-D Netze mit Punktabständen von 50 – 300 km geschaffen. Derzeit findet der Übergang auf permanent arbeitende GPS-Referenzstationen statt, die künftig als 3-D Koordinatenrahmen zur Anbindung geodätischer Messungen dienen sollen. Die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Referenzsystemen und deren Realisierungen ist nicht nur für wissenschaftliche Arbeiten wichtig, sondern in einem immer enger zusammenwachsenden Europa auch für viele technischen Arbeiten von Bedeutung.
Abstract
The advent of modern satellite measuring techniques for navigation and surveying purposes has made it necessary to define and realize 3-D reference systems. Almost at the same time two different systems – a global one called ITRS and ETRS, which is only valid on the European continent were defined. For ITRS a first realisation has been available since 1989 and for ETRS since 1990. During the nineties of the last century, numerous national densification measurements were carried out by the help of GPS. These so-called EUREF-campaigns provided the bases for precise 3-D networks with point distances between 50 and 300 km. At the moment there is a tremendous growth of active GPS-reference stations in Europe, which will serve as basis for the reference frame. Consequently detailed knowledge of the correlation between the different reference systems and their realisations is gaining in importance - not only for scientific but also for technical purposes, especially in the light of a united Europe.
Seit dem Einzug moderner Satellitenmessverfahren wie GPS oder GLONASS in weite Bereiche von Navigation und Vermessung war es erforderlich, 3-D Referenzsysteme hierarchisch abgestuft zu definieren und zu realisieren. Gleichzeitig mit der Definition des weltweiten ITRS wurde auch das ETRS definiert, welches für den europäischen Kontinent gültig ist. Realisierungen dieser beiden 3-D Systeme liegen seit 1989 bzw. seit 1990 vor. In den 90-er Jahren wurden durch zahlreiche nationale EUREF-Kampagnen, hochgenaue 3-D Netze mit Punktabständen von 50 – 300 km geschaffen. Derzeit findet der Übergang auf permanent arbeitende GPS-Referenzstationen statt, die künftig als 3-D Koordinatenrahmen zur Anbindung geodätischer Messungen dienen sollen. Die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Referenzsystemen und deren Realisierungen ist nicht nur für wissenschaftliche Arbeiten wichtig, sondern in einem immer enger zusammenwachsenden Europa auch für viele technischen Arbeiten von Bedeutung.
Abstract
The advent of modern satellite measuring techniques for navigation and surveying purposes has made it necessary to define and realize 3-D reference systems. Almost at the same time two different systems – a global one called ITRS and ETRS, which is only valid on the European continent were defined. For ITRS a first realisation has been available since 1989 and for ETRS since 1990. During the nineties of the last century, numerous national densification measurements were carried out by the help of GPS. These so-called EUREF-campaigns provided the bases for precise 3-D networks with point distances between 50 and 300 km. At the moment there is a tremendous growth of active GPS-reference stations in Europe, which will serve as basis for the reference frame. Consequently detailed knowledge of the correlation between the different reference systems and their realisations is gaining in importance - not only for scientific but also for technical purposes, especially in the light of a united Europe.
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